• Sonuç bulunamadı

Geri dönüştürülmüş agregaların harç üretiminde kullanılabilirliğinin incelenmesi

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Geri dönüştürülmüş agregaların harç üretiminde kullanılabilirliğinin incelenmesi"

Copied!
87
0
0

Yükleniyor.... (view fulltext now)

Tam metin

(1)

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

GERİ DÖNÜŞTÜRÜLMÜŞ AGREGALARIN HARÇ ÜRETİMİNDE KULLANILABİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

YÜKSEK LİSANS TEZİ

İnş. Müh. Mustafa ŞAHİN

HAZİRAN 2018 TRABZON

(2)

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Tez Danışmanı

Tezin Savunma Tarihi

Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : :

/ / / /

Trabzon :

Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsünce

Unvanı Verilmesi İçin Kabul Edilen Tezdir. İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

GERİ DÖNÜŞTÜRÜLMÜŞ AGREGALARIN HARÇ ÜRETİMİNDE KULLANILABİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

İnş. Müh. Mustafa ŞAHİN

"İNŞAAT YÜKSEK MÜHENDİSİ"

29 05 2018 27 06 2018

Dr. Öğr. Üyesi Şirin KURBETCİ

(3)

Jüri Üyeleri

Başkan …...………....………

Üye …...…………....………

Üye ……...………....………

Prof. Dr. Sadettin KORKMAZ Enstitü Müdürü

: : :

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

sayılı gün ve

kararıyla oluşturulan jüri tarafından yapılan sınavda YÜKSEK LİSANS TEZİ

olarak kabul edilmiştir. başlıklı bu çalışma, Enstitü Yönetim Kurulunun / /

Prof. Dr. Şakir ERDOĞDU

Dr. Öğr. Üyesi Şirin KURBETCİ

Doç. Dr. İlker USTABAŞ

Mustafa ŞAHİN tarafından hazırlanan İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalında

05 06 2018 1756 GERİ DÖNÜŞTÜRÜLMÜŞ AGREGALARIN HARÇ ÜRETİMİNDE

(4)

III

ÖNSÖZ

Bu tez çalışması Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı’nda yüksek lisans tezi olarak hazırlanmıştır.

Çalışmada geri dönüştürülmüş agregaların harç üretiminde kullanılabilirliği incelenmiştir.

Saygıdeğer danışmanım, Sayın Dr. Ögr. Üyesi Şirin KURBETCİ, tez çalışmasının gerçekleştirilmesi için gerekli cihaz ve malzemelerin temininde, çalışmanın yürütülmesinde ve karşılaşılan güçlüklerin aşılmasında yol gösterici olmuştur. Her zaman değerli vaktini ayıran kendisine sonsuz teşekkürlerimi bir borç bilirim.

Çalışmanın önemli anlarında bilgileriyle çalışmaya ışık tutan ve değerli zamanını benimle paylaşmaktan çekinmeyen Sayın Prof. Dr. Şakir ERDOĞDU’ya teşekkür ederim. Yardımlarından, ilgi ve alakasından dolayı Arş. Gör. Memduh NAS’a, teşekkür ederim.

Çimento ve agrega teminindeki yardımlarından dolayı Aşkale Çimento San. T.A.Ş’ye teşekkür ederim.

Hayatımın her aşamasında yanımda olan, beni her koşulda destekleyen annem Ayşe Nur ŞAHİN’e, babam Mehmet ŞAHİN’e ve sevgili eşime teşekkür ederim.

Mustafa ŞAHİN Trabzon 2018

(5)

IV

TEZ ETİK BEYANNAMESİ

Yüksek Lisans Tezi olarak sunduğum “Geri dönüştürülmüş agregaların harç üretiminde kullanabilirliğinin incelenmesi” başlıklı bu çalışmayı baştan sona kadar danışmanım Dr. Ögr. Üyesi Şirin KURBETCİ’nin sorumluluğunda tamamladığımı, verileri/örnekleri kendim topladığımı, deneyleri/analizleri yaptığımı, başka kaynaklardan aldığım bilgileri metinde ve kaynakçada eksiksiz olarak gösterdiğimi, çalışma sürecinde bilimsel araştırma ve etik kurallara uygun olarak davrandığımı ve aksinin ortaya çıkması durumunda her türlü yasal sonucu kabul ettiğimi beyan ederim. 29/05/2018

(6)

V

İÇİNDEKİLER

Sayfa No ÖNSÖZ ... III TEZ ETİK BEYANNAMESİ ... IV İÇİNDEKİLER ... V ÖZET ... VIII SUMMARY ... IX ŞEKİLLER DİZİNİ ... X TABLOLAR DİZİNİ ... XIII SEMBOLLER DİZİNİ ... XIV 1. GENEL BİLGİLER ... 1 1.1. Giriş ... 1 1.2. Beton ... 2

1.2.1 Betonu Oluşturan Malzemeler ... 3

1.2.1.1. Agrega ... 3 1.2.1.2. Çimento ... 4 1.2.1.3. Su ... 5 1.2.1.4. Puzolanik Malzemeler ... 5 1.2.1.4.1. Doğal Puzolanlar ... 5 1.2.1.4.2. Yapay Puzolanlar ... 5 1.2.1.4.2.1. Uçucu Kül ... 5 1.2.1.4.2.2. Yüksek Fırın Cürufu ... 6 1.2.1.4.2.3. Silis Dumanı ... 7 1.3. Harç ... 7

1.4. Geri Dönüşüm ve Yapısal Atıklar ... 9

1.4.1. Dünyada Geri Dönüşümün Tarihçesi ... 9

1.4.2. Dünyadaki Yapısal Atıklar ... 10

1.4.3. Yapı Malzemelerinin Geri Kazanım Potansiyeli... 11

1.5. Geri Dönüştürülmüş Agreganın Yapısı ... 13

(7)

VI

2. DENEYSEL ÇALIŞMALAR ... 18

2.1. Çalışmanın Amacı ... 18

2.2. Deney Programı ... 18

2.3. Deneyde Kullanılan Malzemeler ... 18

2.3.1. Çimento ... 18 2.3.2. Uçucu Kül ... 19 2.3.3. Agrega ... 20 2.3.3.1. Normal Agrega ... 20 2.3.3.2. Geri Dönüştürülmüş Agrega ... 20 2.3.3.3. Agrega Granülometrisi ... 22 2.4. Yapılan Deneyler ... 23 2.4.1. Karışım Oranları ... 23 2.4.2. Harç Üretimi ... 23

2.4.3. Yayılma Tablası Deneyi ... 24

2.4.4. Eğilme ve Basınç Dayanımı Deneyleri ... 25

2.4.5. Kılcal Su Emme Deneyi ... 25

2.4.6. Aşınma (Böhme) Deneyi ... 27

2.4.7. Su Emme Deneyi ... 27

2.4.8. Kuruma Büzülmesi (Rötre) Deneyi ... 28

3. BULGULAR ... 30

3.1. Yayılma Çapı ve Birim Ağırlık Deneyleri ... 30

3.2. Mekanik Özellikler ... 30

3.3. Kılcallık Deneyi ... 31

3.4. Böhme (Aşınma) Deneyi ... 32

3.5. Su Emme Deneyi ... 32

3.6. Kuruma Büzülmesi (Rötre) Deneyi ... 33

4. İRDELEME ... 34

4.1. Yayılma Tablası Deneyi ... 34

4.2. Birim Ağırlık ... 35

4.3. Basınç ve Eğilme Dayanımı ... 35

4.4. Kılcal Su Emme Deneyi(Kılcallık Katsayıları) ... 39

4.5. Su Emme Deneyi ... 40

(8)

VII

4.7. Kuruma Büzülmesi (Rötre) Deneyi ... 41

5. SONUÇLAR ve ÖNERİLER ... 44

6. KAYNAKLAR ... 45

7. EKLER ... 49

(9)

VIII

Yüksek Lisans Tezi ÖZET

GERİ KAZANILMIŞ AGREGALARIN HARÇ ÜRETİMİNDE KULLANILABİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

Mustafa ŞAHİN

Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı

Tez Danışmanı: Dr. Öğr.Üyesi Şirin KURBETCİ 2018, 48 Sayfa , 25 Sayfa Ek

Beton günümüzün en yaygın kullanılan yapı malzemesidir ve kullanımı gittikçe artmaktadır. Beton üretiminin artması tüketilen agrega miktarının da hızla artmasına sebep olmakta, bu da ekonomik biçimde kullanılabilir agrega rezervlerinin tükenmesine yol açmaktadır. Gerek dünyada gerekse ülkemizde gittikçe artan agrega ihtiyacının temininde sıkıntılar oluşacağı açıktır. Özellikle beton üretiminin yüksek olduğu bölgelerde agrega temini için yeni çözümler üretilmesi gerekmektedir. Beton ve harç üretiminde geri dönüştürülmüş agrega kullanımı doğal hammadde kullanımını azaltıp ve çevresel açıdan atıkları azaltmak için iyi bir çözüm olabilir.

Geri dönüştürülmüş agreganın harç üretiminde kullanılabilirliğinin araştırıldığı bu çalışmada doğal agrega yerine %0, %25, %50 ve %100 oranında geri dönüştürülmüş agrega (GDA) ikame edilerek harç karışımları üretilmiştir. Ayrıca çimento yerine %20 ve %40 oranında uçucu kül ikamesinin harç performansına etkisi incelenmiştir. Üretilen harçlar üzerinde basınç ve eğilme dayanımı, kuruma büzülmesi, aşınma dayanıklılığı, su emme ve kılcal su emme özellikleri incelenmiştir. GDA kullanım oranının artması harçların basınç ve eğilme dayanımlarını azaltmıştır. Harçların kılcallık katsayıları, su emmeleri ve kuruma büzülmeleri GDA kullanım oranının artmasıyla artmış, uçucu kül kullanımında ise bu artış oranları daha düşük olmuştur. GDA kullanım oranının artması aşınma dayanımlarını iyileştirmiştir.

Anahtar Kelimeler: Harç, geri dönüşüm, geri dönüştürülmüş agrega, basınç dayanımı, kılcallık katsayısı, kuruma büzülmesi, aşınma dayanımı

(10)

IX Master Thesis

SUMMARY

INVESTIGATION ON THE UTILIZATION OF RECYCLED AGGREGATES IN MORTAR PRODUCTION

Mustafa ŞAHİN

Karadeniz Technical University

The Graduate School of Natural and Applied Sciences Civil Engineering Graduate Program

Supervisor: Asst. Prof. Dr. Şirin KURBETCİ 2018, 48 Pages, 25 Pages Appendix

Concrete is the most widely used structural material of today and its use is increasing. The increase in concrete production causes the amount of consumed aggregate to increase rapidly, which leads to the depletion of economically available aggregate reserves. Whether it is in the world or in our country, it is clear that there will be difficulties in providing the increasing aggregate needs. Especially in areas where concrete production is high, new solutions for aggregate production are required. The use of recycled aggregate in the production of concrete and mortar can be a good solution to reduce the use of natural raw materials and to reduce waste from the environment.

In this study investigating the use of recycled aggregate in mortar production, mortar mixtures were produced by substituting 0%, 25%, 50% and 100% recycled aggregate (RA) instead of natural aggregate. The effect of 20% and 40% fly ash substitutes on cement mortar performance was also investigated. Compressive and bending strength, drying shrinkage, abrasion resistance, water absorption and capillary water absorption properties were investigated on the produced mortars. The increase in the use of RA reduced the compressive and bending strength of mortars. The capillary coefficients of the mortars, water absorption and drying shrinkage increased with increasing use of RA, while use of fly ash had a lower rate of increase. The increased use of RA improved abrasion resistance.

Key Words: Mortar, Recycling, Recycled aggregate, Compressive strength, Sorptivity coefficient, Drying shrinkage, Abrasion resistance

(11)

X

ŞEKİLLER DİZİNİ

Sayfa No

Şekil 1.GDA kullanılan betonda ara yüzey bölgeleri ... 13

Şekil 2. GDA’ların temin edildiği KTÜ Ulaştırma Laboratuvarının ilk ve son hali ... 21

Şekil 3. Beton santrali konkasöründe beton parçalarının öğütülmesi ... 21

Şekil 4.Agregaların granülometri eğrisi ve sınır eğrileri ... 22

Şekil 5. Harçların kalıplara yerleştirilmesi ... 24

Şekil 6. Kür havuzu ... 24

Şekil 7. Yayılma Çapı Ölçümü ... 24

Şekil 8. Besmak Marka 20 Tonluk Çimento Presi ... 25

Şekil 9. Geniar marka etüv ... 26

Şekil 10. Kılcal su emme deneyi görüntüsü ... 26

Şekil 11. Aşınma deney düzeneği... 27

Şekil 12. Su Emme Deney Düzeneği... 28

Şekil 13. Rötre Deney Numuneleri Ve Rötre Deneyi Yapılışı ... 29

Şekil 14. Taze durumdaki harçların yayılma çapları ... 34

Şekil 15. Taze durumdaki harçların birim ağırlıkları ... 35

Şekil 16. 7 günlük basınç dayanımları ... 36

Şekil 17. 28 günlük basınç dayanımları ... 37

Şekil 18. 7 günlük eğilme dayanımı ... 38

Şekil 19. 28 günlük eğilme dayanımları ... 38

Şekil 20. Kılcallık Katsayıları ... 39

Şekil 21. Su emme yüzdeleri ... 40

Şekil 22. Numunelerin aşınma deneyi sonrası hacimsel kayıp değişimleri ... 41

Şekil 23. %0 Uçucu kül ikameli harçların kuruma büzülmeleri... 42

Şekil 24. %20 Uçucu kül ikameli harçların kuruma büzülmeleri... 43

Şekil 25. %40 Uçucu kül ikameli harçların kuruma büzülmeleri... 43

Ek Şekil 1. GDA %0, UK %0 olan 1.karışımın (Q/A) – (t0.5) grafiği ... 49

(12)

XI

Ek Şekil 3. GDA %0, UK %0 olan 3.karışımın (Q/A) – (t0.5

) grafiği ... 50

Ek Şekil 4. GDA %25, UK %0 olan 1.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 50

Ek Şekil 5. GDA %25, UK %0 olan 2.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 51

Ek Şekil 6. GDA %25, UK %0 olan 3.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 51

Ek Şekil 7. GDA %50, UK %0 olan 1.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 52

Ek Şekil 8. GDA %50, UK %0 olan 2.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 52

Ek Şekil 9. GDA %50, UK %0 olan 3.karışımın (Q/A) – (t0.5) grafiği ... 53

Ek Şekil 10. GDA %75, UK %0 olan 1.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 53

Ek Şekil 11. GDA %75, UK %0 olan 2.karışımın (Q/A) – (t0.5) grafiği ... 54

Ek Şekil 12. GDA %75, UK %0 olan 3.karışımın (Q/A) – (t0.5) grafiği ... 54

Ek Şekil 13. GDA %100, UK %0 olan 1.karışımın (Q/A) – (t0.5) grafiği ... 55

Ek Şekil 14. GDA %100, UK %0 olan 2.karışımın (Q/A) – (t0.5) grafiği ... 55

Ek Şekil 15. GDA %100, UK %0 olan 3.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 56

Ek Şekil 16. GDA %0, UK %20 olan 1.karışımın (Q/A) – (t0.5) grafiği ... 56

Ek Şekil 17. GDA %0, UK %20 olan 2.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 57

Ek Şekil 18. GDA %0, UK %20 olan 3.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 57

Ek Şekil 19. GDA %25, UK %20 olan 1.karışımın (Q/A) – (t0.5) grafiğ ... 58

Ek Şekil 20. GDA %25, UK %20 olan 2.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 58

Ek Şekil 21. GDA %25, UK %20 olan 3.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 59

Ek Şekil 22. GDA %50, UK %20 olan 1.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 59

Ek Şekil 23. GDA %50, UK %20 olan 2.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 60

Ek Şekil 24. GDA %50, UK %20 olan 3.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 60

Ek Şekil 25. GDA %75, UK %20 olan 1.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 61

Ek Şekil 26. GDA %75, UK %20 olan 2.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiğ ... 61

Ek Şekil 27. GDA %75, UK %20 olan 3.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 62

Ek Şekil 28. GDA %100, UK %20 olan 1.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 62

Ek Şekil 29. GDA %100, UK %20 olan 2.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 63

Ek Şekil 30. GDA %100, UK %20 olan 3.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 63

(13)

XII

Ek Şekil 31. GDA %0, UK %40 olan 1.karışımın (Q/A) – (t0.5

) grafiği ... 64

Ek Şekil 32. GDA %0, UK %40 olan 2.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 64

Ek Şekil 33. GDA %0, UK %40 olan 3.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 65

Ek Şekil 34. GDA %25, UK %40 olan 1.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 65

Ek Şekil 35. GDA %25, UK %40 olan 2.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 66

Ek Şekil 36. GDA %25, UK %40 olan 3.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 66

Ek Şekil 37. GDA %50, UK %40 olan 1.karışımın (Q/A) – (t0.5) grafiği ... 67

Ek Şekil 38. GDA %50, UK %40 olan 2.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 67

Ek Şekil 39. GDA %50, UK %40 olan 3.karışımın (Q/A) – (t0.5) grafiği ... 68

Ek Şekil 40. GDA %75, UK %40 olan 1.karışımın (Q/A) – (t0.5) grafiği ... 68

Ek Şekil 41. GDA %75, UK %40 olan 2.karışımın (Q/A) – (t0.5) grafiği ... 69

Ek Şekil 42. GDA %75, UK %40 olan 3.karışımın (Q/A) – (t0.5) grafiği ... 69

Ek Şekil 43. GDA %100, UK %40 olan 1.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 70

Ek Şekil 44. GDA %100, UK %40 olan 2.karışımın (Q/A) – (t0.5) grafiği ... 70

Ek Şekil 45. GDA %100, UK %40 olan 3.karışımın (Q/A) – (t0.5 ) grafiği ... 71

(14)

XIII

TABLOLAR DİZİNİ

Sayfa No

Tablo 1. Kullanım alanı ve karışım içeriğine göre harç türleri ... 8

Tablo 2. Harçlarda minimum basınç dayanımları ... 8

Tablo 3. Harçların hacimce karışım oranları ... 9

Tablo 4. Yapı malzemelerinin geri dönüşüm aşaması ve kullanım yerleri ... 12

Tablo 5 Deneylerde kullanılan çimentonu fiziksel ve kimyasal özellikleri ... 19

Tablo 6 : Harç karışımında kullanılan uçucu küle ait analiz raporu ... 20

Tablo 7. Agregaların fiziksel özellikleri ... 21

Tablo 8. Karışımın granülometrisi ve ASTM C33’e göre sınır eğrileri ... 22

Tablo 9. Harç karışım oranları ... 23

Tablo 10. Yayılma çapları ... 30

Tablo 11: Harçların basınç ve eğilme dayanımları ... 31

Tablo 12 Kılcallık katsayısı değerleri ... 31

Tablo 13. Aşınma Kayıpları ... 32

Tablo 14. Su emme değerleri ... 32

(15)

XIV

SEMBOLLER DİZİNİ

ASTM :American Society for Testing and Materials Al2O3 :Alüminyum Oksit

Cl :Klor

CaO :Kalsiyum Oksit

Fe2O3 :Demir Oksit

MgO :Magnezyum Oksit

Na2O :Potasyum

PVC :Poli Vinil Klorür

YFC :Yüksek Fırın Cürufu

SiO2 :Silisyum di oksit

SiO :Silis Oksit

GDA :Geri Dönüştürülmüş Agrega

TS :Türk Standartları

DV :Hacimsel kayıp

Dm :16 periyot sonrası kütle kaybı

δR :Örnek Birim hacim ağırlığı

DKY :Doygun kuru yüzey harç ağırlığı EK :Etüv kurusu harç ağırlığı

(16)

1

1.GENEL BİLGİLER 1.1.Giriş

Beton günümüzün en yaygın kullanılan yapı malzemesidir. Günümüzde dünyada tahminen 10 milyar m3 hazır beton üretilmektedir. Avrupa Hazır Beton Birliği ERMCO 2016 yılı verilerine göre tüm AB üyesi ülkelerin yıllık beton üretimi 226,2 milyon m3, sadece Türkiye de üretilen beton ise 109 milyon m3 tür. Bu miktarda betonun üretilebilmesi için dünyada gerekli olan agrega miktarı yaklaşık 7 milyar m3 tür. Ülkemiz için ise bu değer yaklaşık 76 milyon m3 tür [1]. Kentleşme ve dolayısıyla betonlaşma hızına bakıldığında bu miktarların yıllar içinde artacağı da açıktır.

Her yıl tüketilen agrega miktarının hızla artması, ekonomik biçimde kullanılabilir agrega rezervlerinin de tükenmesine neden olmaktadır. Gerek dünyada gerekse ülkemizde gittikçe artan agrega ihtiyacının temininde sıkıntılar oluşacağı açıktır. Özellikle beton üretiminin yüksek olduğu bölgelerde agrega temini için yeni çözümler üretilmesi gerekmektedir [2].

Özellikle ülkemizde son yıllarda hem depremler, hem de kentlerin sosyal, ekonomik ve fiziksel sorunları sonucu büyük alanlarda kentsel dönüşüm uygulamalarının yapılması gereksinimi doğmuştur. Bu uygulamalar nedeniyle yıkılan binalardan ortaya çıkan atık betonların beton endüstrisinde iri ve ince agrega olarak kullanılması önem kazanmaktadır.

Diğer yandan ise, yıkılan binalardan ortaya çıkan atık betonlar atıldıkları yerlerde hem alan kaybına hem de çevre kirliliğine yola açmaktadırlar. Bu betonların beton agregası olarak değerlendirilmesi çevrenin korunması bakımından da çok değerlidir. Zira doğal hayatı korumak için yapılan çalışmalar içinde doğal kaynakların kullanımını azaltacak geri dönüşüm çalışmaları son derece önemlidir. Geri kazanımla elde edilen yapı malzemeleri kullanılan yapıda ekolojik fayda sağlamasının yanı sıra ekonomik fayda da sağlayarak çevresel ve yapısal süreklilikte devamlılığı sağlamaktadır [3].

(17)

2

1.2.Beton

Eski çağlardan beri insanlar kalsiyum kökenli maddelerin bağlayıcılık özelliklerinden faydalanmaktadır. 1824 yılında üretilen Portland tipli çimento betonarme yapılarda ilk olarak 1857 yılında kullanılmaya başlanmıştır. Beton, çok önemli bir yapı malzemesidir ve günümüzde betonsuz yapı yok denecek kadar azdır. Milattan önceki yıllardan beri insanlar temel ihtiyaçlarından biri olan barınmayı karşılayabilmek için taşları kullanmıştır. Çağımızda ise kolay şekil alması, çevresel etkilere ve aşınmalara direnç göstermesinden dolayı yapı elemanlarında genellikle beton kullanılmaktadır. Su, agrega, çimento ve gerekli durumlarda kimyasal ve mineral katkıların homojen olarak birbirleriyle karıştırılması ile elde edilen; başlangıç durumda şekil alabilir durumda (plastik kıvam) olan, çimento hidratasyon reaksiyonları tamamlandıkça katılaşan ürün beton olarak tanımlanır.

Serleşmiş durumdaki betondan istenen özelliklerin sağlanabilmesi için taze haldeki betonun aşağıdaki özellikleri sağlaması gerekir:

 Beton oluşturmak için hazırlanan malzemeler, beton içinde eşit bir dağılım göstererek kolay karılabilen yapıda olmalıdır.

 Taze betonun taşınması kolay olmalıdır.

 Kalıba yerleştirilecek olan taze betonun bütünlüğü bozulmadan, kalıbın her noktasına ulaşabilecek ve kolay yerleşebilir yapıda olmalıdır.

 Kalıba yerleşen beton kolay sıkıştırılabilir yapıda olmalıdır.

 Beton kalıba yerleştirilip sıkıştırıldıktan sonra, taze beton içinde bulunan su, hidratasyon reaksiyonlarının devam edebilmesi açısından, olabildikçe dışarı çıkmadan beton içinde kalmalı ve beton yüzeyine çıkıp kaybolmamalıdır. Yani terlemesi az olmalıdır.

 Yerine yerleştirilen taze beton yüzeyi rahat bir şekilde düzeltilebilmelidir.

 Taze betonun priz başlangıç süresi, kullanılacak olan alana uygun sürede olmalıdır [4].

(18)

3

1.2.1. Betonu Oluşturan Malzemeler 1.2.1.1. Agrega

Beton yapısının yaklaşık olarak %70-75’lik kısmını agrega oluşturmaktadır. Agrega; sanayi, konut, her çeşit bina inşaatı ve yol, su yapısı, köprü gibi geniş bir yelpazeye sahip inşaat sektörünün en fazla önem arz eden hammaddesidir.

Su ve agrega dünya üzerinde kişi başına tüketimin en fazla olduğu malzemelerdir. Maden üretimleri arasında agrega %58’lik oranla ilk sırada bulunmaktadır. Üretim olarak dünyada, petrol, doğalgaz ve kömür 92 milyar € luk pazar payı ile ilk üçte bulunurken agrega 24 miyar € luk pazar payı ile altın sektörünü geride bırakarak ilk dörtte yer almaktadır. Ülkemizde kişi başına ortalama agrega kullanımı 4 ton iken bu rakam Avrupa’da 7 ton civarındadır [5].

Agregalar, çeşitli boyutlardaki mineral kökenli sert tanelerden oluşur. Beton agregası ise beton ve harç yapmak için kullanılan genelde boyut olarak 31,5 mm aşmayan kırılarak veya kırılmadan elde edilen bir malzemedir. Doğal kum, kırma kum, çakıl, yüksek fırın cürufu, kil ve perlit beton agregalarına örnek verilebilir.

Bağlayıcı madde sadece kum ile beraber kullanıldığında harç oluşur. Buna ince ve iri agrega dahil edilirse beton elde edilmiş olur. Bir betonun %70-75’lik kısmını agrega oluşturduğu için agrega beton özelliklerine önemli ölçüde etki etmektedir. Kullanılan agreganın dayanıklılığı, mineral yapısı, yüzeyinin pürüzlü olması, gözenekli oluşu, maksimum tane boyutu, temizlik oranı gibi birden fazla özellikler betonun kalitesini etkilemektedir.

Agrega doğal olarak, yapay olarak veya geri kazanılarak elde edilebilir. Doğal agrega; mekanik olarak işlem görmüş mineral bakımından zengin hammaddelerden elde edilir. Yapay agrega; ısıl ve diğer işlemler gördükten sonra elde edilen malzemedir. Geri kazanılmış agrega ise yapılarda kullanılan maddelerin kırılma işleminden geçip istenilen boyutlara getirilmesi ile elde edilen malzemedir.

Agregalar, betonda çimento hamurunun zaman içinde gösterebileceği hacim değişikliğini azaltır, sert ve yüksek dayanımlı oldukları için betonun dayanım ve

(19)

4

dayanıklılığını arttırırlar. Özellikle yüksek dayanımlı betonlarda agrega dayanımının beton dayanımına etkisi etkilidir. Beton üretiminde kullanılan agregaların özellikleri, betonun bazı fiziksel ve mekanik özelliklerini etkiler [6].

Agrega killi, siltli ve organik maddeli olmamalıdır. Agrega yüzeyinde olabilecek bu malzemeler, çimento yüzeyi ile agrega arasında oluşacak aderansı engelleyip dayanıma karşı olumsuz etki gösterirler. Ayrıca bu malzemeler beton/harç karışımının su ihtiyacını artırarak dayanımın azalmasına etki ederler. Organik maddeler çimento hidratasyon reaksiyonu üzerinde olumsuz etki yaparak çimentonun agrega ile etkileşime girmesini engeller [7].

1.2.1.2. Çimento

Çimento, insanlar tarafından geçmişten günümüze kadar en fazla kullanılan yapı malzemesinden biridir. Çimento, su ile hidratasyon reaksiyonları oluşturarak karışımın sertleşmesini ve zamanla dayanım kazanmasını sağlayan hidrolik bir bağlayıcıdır [7]. Çimentonun hammaddesi kalker ve kildir. Kalker, marn ve kil hammaddeleri kırıcılarda 25x25 mm boyutuna kadar kırılır. Bu maddelerin değirmenlerde öğütülmesi sonucunda farin oluşur. Kireç ve silisten oluşan farin 30oC den 1000oC’e kadar ısıtılması sonucunda %90 oranda kalsine (yakılarak toz haline getirme) hale gelir. Fırında pişen farinin hammaddeleri içinde bulundan oksitler önce serbest kalır, daha sonra da yüksek sıcaklıklarda yeni bileşikler oluşturur. Döner fırına gelen farin 1500oC pişirilip bilyeli değirmenlerde tanecikli hale gelir. Oluşan yeni ürüne klinker denir. Yaklaşık 1300oC gibi yüksek bir sıcaklıkta fırından ayrılan klinker 1000oC kadar sıcaklığı düşürülür.

Çimento üretim aşamasında klinker bir ara ürün olarak kabul edilir. Klinker ile beraber belirli oranda kalsiyum sülfatın öğütülmesi sonucunda çimento elde edilmiş olur. Çimento, üretim aşamalarına göre sınıflara ayrılır. Bu sınıflar;

 CEM I Portland çimentosu

 CEM II Portland-kompoze çimento  CEM III Yüksek fırın cüruflu çimento  CEM IV Puzolanlı çimento

(20)

5 şeklindedir.

1.2.1.3. Su

Beton karma suyunun iki temel görevi vardır. Bunlardan biri hidratasyon reaksiyonlarını başlatmak ve reaksiyonları sürdürmektir. Suyun betondaki işlevlerinden diğeri ise işlenebilirliği sağlamaktır. Kullanılan suyun miktarı betonun dayanım ve dayanıklılığını etkiler. Kullanılan suyun kalitesi ise beton özelliklerini etkiler. Suyun berrak olması, içilebilir, temiz ve kokusuz olması gerekir. Şehir şebeke suyu dışındaki kaynaklardan elde edilen suların fiziksel ve kimyasal yönden uygunluğunun deneylerle saptanması gerekir. Beton üretiminde kullanılacak suyun içinde fazla miktarda kil, silt, organik madde, asit, klor, sülfat, yağ, yosun, ve endüstri atıkları gibi maddeler bulunmamalıdır.

1.2.1.4. Puzolanik Malzemeler

Tek başına bağlayıcılık özelliği olmayıp, ince öğütülmüş halde kalsiyum hidroksitle reaksiyona giren ve bağlayıcılık özelliği oluşturan silisli ve alüminli malzemelere puzolanik malzemeler denir. Puzolanlar doğal kökenli olabildikleri gibi bir endüstriyel yan ürün de olabilirler veya bir ısıl işlem uygulaması sonucu elde edilebilirler.

Bir puzolanın kireç ve suyla ne derecede reaksiyona girebileceği ve derece bağlayıcılık sağlayabileceği puzolanik aktivite olarak tanımlanır. Puzolanik aktivitenin göstergesi olan “puzolanik aktivite indeksi” nin belli bir değerden küçük olmaması gerekir.

1.2.1.4.1. Doğal Puzolanlar

Doğal puzolanlar; volkanik küller, volkanik tüfler, traslar, taş unu gibi maddelerdir. Puzolanlar, kimyasal olarak SiO2 ve az miktarda Al2O3 içeren maddelerdir. Puzolanik maddeler öğütülerek veya öğütülmeden doğal olarak da kullanılabilirler [8].

1.2.1.4.2. Yapay Puzolanlar 1.2.1.4.2.1. Uçucu Kül

Toz linyit kömürünün yanması sonucu ortaya çıkan baca gazları vasıtasıyla sürüklenen kül parçacıkları termik santrallerinde bulunan önemli bir atık malzemedir. Bu

(21)

6

atıkları tutmak için elektrostatik yöntemiyle elektro filtreler kullanılır ve baca gazı ile beraber atmosfere çıkmaları engellenir.

Uçucu kül tanecikleri genelde küresel olup çapı 1-200 mikron arasındadır. Uçucu külde en fazla Fe2O3, SiO2 ve Al2O3 bulunur. Ayrıca bir miktar da Na2O, CaO ve MgO’de bulunmaktadır. Amorf yapıda bulunan uçucu kül tanelerinin boyutları 1 – 150 μm arasındadır. Yoğunlukları 2,1 ile 2,7 gr/cm3 arasında değişkenlik göstermektedir.

Uçucu kül taze betonun işlenebilirliğini arttırır. Ayrıca sertleşmiş betonda sülfat etkisine karşı daha dirençli olurken su geçirimliliğini de azaltarak betona olumlu etkiler sağlar. Beton hidratasyon ısınını ve terlemeyi azaltarak betonun ilk dayanımlarını düşürür. Dolayısıyla uçucu kül kullanılan üretimlerde beton, uçucu kül kullanılmayana göre daha fazla kür edilmelidir. ASTM C618 standardı uçucu külleri F ve C sınıfı olarak tanımlamaktadır [9].

Buna göre:

F sınıfı : SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 ≥ %70

C sınıfı : SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 ≥ %50

Uçucu küller için ayrıca kireç ve SO3 miktarına göre de bir sınıflandırma yapılmaktadır. Buna göre CaO miktarı %10 un üzerinde ise yüksek kireçli, olarak isimlendirilirler. Bunlar puzolanik özellik yanında kendi başına da bağlayıcı özellik gösterebilirler [10].

1.2.1.4.2.2. Yüksek Fırın Cürufu

Demir çelik endüstrilerinde bulunan yüksek fırınlarda demir üretimi sırasında ortaya çıkan yan ürün olan yüksek fırın cürufu (YFC) hızlı bir şekilde soğuması ile granül (tanecikli) hal alır. Tanecikli hale dönüşen YFC öğütülerek hem çimentoya hem de betona katılarak üretim hammaddesi olarak kullanılır. Amorf yapıda olan YFC yapısında en fazla CaO, Al2O3 ve SiO2 bulundurur. %30-40 oranında bulunan CaO’in varlığı nedeniyle ince öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu kendiliğinden de bağlayıcılık sağlayabilir.

YFC ile üretilen beton çevresel etkilere karşı daha fazla direnç gösterir. Taze betonun işlenebilirliğini iyileştirir, terlemeyi azaltır, hidratasyon ısısını azaltır, sertleşmiş betonun

(22)

7

su geçirimliliğini azaltır, sülfat dayanıklılığını arttırır. YFC ile üretilen betonların erken dayanımları daha düşük olup nihai dayanımları Portland çimentosuna göre daha fazla olmaktadır.

1.2.1.4.2.3. Silis Dumanı

Ferrosilisyum ve silisyum üretim aşamalarında, elektrik ark fırınında ortalama 2000oC sıcaklıkta, yüksek saflıkta bulunan kuvarsit mineralinin kömür vasıtasıyla indirgemesiyle elde edilen puzolanik ürüne silis dumanı denilmektedir. Oluşan SiO gazı fırının üst tarafında okside olur ve hızlı bir şekilde soğuyup amorf yapıda silis oluşturur. Silis dumanı birleşiminin çoğunluğunu amorf yapıdaki silis taneleri oluşturur. Özel filtreler vasıtasıyla tutularak toplanan silis dumanı taneleri küresel olup çapları 0,1 µm dur.

Silis dumanı içinde fazla miktarda amorf silis bulundurması, çimento ve uçucu külden daha ince yapıda olması sebebiyle çok fazla aktif bir puzolanik maddedir [11]. Beton üretimi için uygun bir malzeme olan silis dumanının özgül ağırlığı ortalama olarak 2,25 g/cm3 civarındadır.

Kristalize olmayan amorf silis, silis dumanın ana bileşenidir. Silis dumanının SiO2 miktarı %85’den fazladır ve genellikle beton içerisinde katkı olarak kullanılır. İkincil ana bileşeni ise yanmamış karbondur. Silis dumanın bileşiminde %1-2 civarında Fe2O3, %1’den az da Al2O3, SO3, MgO, Na2O ve K2O gibi oksitler bulunur [12].

Silis dumanı betonda yüksek basınç dayanımı elde etmeyi sağlar, taze betonda terleme ve ayrışmayı azaltır, sertleşmiş betonun su geçirimliliğini azaltır ve sülfatlara karşı dayanımını arttırır.

1.3. Harç

Çimento veya kireçten oluşan bir bağlayıcıya kum ve su katılması sonucu elde edilen plastik kıvamdaki yapı malzemesine harç denir. Harç kullanım yerine göre yatay ve düşey durumda iken üzerine gelen kuvvetleri aktarabilen bir yapıda olmalıdır. Harcın su ve rutubete karşı dayanıklı olması, boşluksuz yapıda olması, iyi bir şekilde yapışması ve istenilen düzeyde mukavemetli olması gerekmektedir [13]. Ayrıca harç binalarda yapılan tüm duvarları koruyan bir malzeme olarak da tanımlanabilir. Çoğu durumda çevresel etkiye maruz kalan duvarlarda kullanılan harçların fiziksel ve mekanik özelliklerinin de

(23)

8

istenilen seviyede olması gerekmektedir [14]. Harçlar, karışım içeriği ve uygulama alanına göre Tablo 1’de sıralanmıştır [15].

Tablo 1. Kullanım alanı ve karışım içeriğine göre harç türleri

Bağlayıcı Türü Karışım İçeriği Kullanım Alanı

Çimento Harcı 0-4 mm Kum+Çimento+Su Dış Duvarların Örümü

Kireç Harcı Kum+Sönmüş Kireç+su İç Bölme Duvarlar ve

Rutubetsiz Bölgeler

Alçı Harcı Su+Alçı Dekorasyon

Lifli Harç Lif +Çimento+ Tercihe Göre Kireç Tamir Harcı Horasan Harcı Tuğla Kırıntısı + Kireç Tarihi Yapı Restorasyonu

Tablo 2’de harçların minimum basınç dayanımları, Tablo 3 de ise harçların hacimce karışım oranları verilmiştir [16].

Tablo 2. Harçlarda minimum basınç dayanımları [16]

Harç Sınıfı Kg/cm2 A 150 B 110 C 50 D 20 E 5

(24)

9

Tablo 3. Harçların hacimce karışım oranları [16].

Harç

Sınıfı Tip No

Kum Çimento Harç

Çimentosu Kireç Hamuru Toz Kireç 1,3 t/m3 1,2 t/m3 1,0 t/m3 1,3 t/m3 0,6 t/m3 A - 3 1 - - - B 1 4 1 - - - 2 4 1 1/2 - - 3 4 1 - - 1/2 4 4 1 - - - C 1 7-9 1 2 - - 2 5 1 - - - 3 5 1 1 D 1 6-8 1 - 2 - 2 6-8 1 - - 3 3 2-3 - 1 - E - 3 - - 1 -

1.4. Geri Dönüşüm ve Yapısal Atıklar

Geri dönüşüm; tekrardan değerlendirilme fırsatı olan atıkların üretim prosedürüne dahil edilerek, orijinal amaçlı ya da diğer amaçlar için tekrar işlenmesidir. Geri kazanım ise tekrardan kullanabilme ve geri dönüşüm kavramlarını içinde bulunduran, atığın özelliğinden yararlanarak atığın içinde bulunan bileşenlerinin fiziksel, kimyasal veya biyokimyasal yöntem kullanılarak yararlı başka bir ürüne veya enerjiye çevrilmesidir

İnsanoğlu doğal kaynakları kullandıkça atık oluşacak ve oluşan bu atıklar çevre kirliliğine neden olduğu gibi kullanılan doğal kaynakların da bir gün sonunun gelecektir. Doğal kaynakların tükeneceği göz önüne alındığında, çevreyi de korumak adına geri dönüşüm ve geri kazanıma önem verilmesi gerekmektedir.

1.4.1. Dünyada Geri Dönüşüm Tarihçesi

Eski çağlardan beri geri kazanım ile yapı malzemelerinin kullanıldığı bilinmektedir. Romalılar yığma yapıları onarırken ortaya çıkan kiremit parçacıklarını tekrardan kullanmıştır. Milattan sonra 62 yılında oluşan Pompei depreminde oluşan yapı malzemesi atıklarının tekrardan kullanıldığı bilinmektedir [17].

Dünya üzerindeki ilk geri dönüşüm işlemini Japonlar 1031 yılında atık halde olan kâğıdı hamur hale getirmek için yapmıştır. Amerika’da ise 1690 yılında geri dönüştürülen kâğıttan hamur yapma imalatı başlamıştır. 1776’da yine Amerikalılar metal atıkları geri

(25)

10

dönüşüme tabi tutmuş ve 1907 yılında da atık alüminyumu geri dönüştürüp kullanmaya başlamışlardır [18].

Geri dönüştürülmüş agreganın (GDA) portland çimentosu ile birlikte kullanılıp beton üretilmesi ilk olarak 1860 yılında Almanya’da olmuştur. İkinci dünya savaşı sonrasında oluşan enkazların ve inşaat atıklarının üretimde tekrar kullanılması fikri ilk olarak Almanya’da ortaya çıkmıştır. Bu savaş sonrasında yaklaşık 500 milyon m3 enkaz oluştuğu bilinmektedir. Oluşan bu denli enkaz atığının yaklaşık %2’si Almanya’da bulunan tesiste geri dönüştürülerek beton agregası olarak konut inşaatında kullanılmıştır [19].

1.4.2. Dünyadaki Yapısal Atıklar

İnşaat uygulamalarıyla oluşan beton, ahşap, seramik, PVC, plastik, cam ve metalden oluşan yapı malzemeleri ve bileşenlerine yapısal atık denilebilir. Çağımızın en büyük çevre sorunu olan atık malzeme üretiminde, inşaat sektörü başlarda yer almaktadır. İnşaat uygulamalarında oluşan atıklar tekrardan kullanılabileceği gibi kullanıma uygun olmayan atıklar ise gelişen geri dönüşüm yöntemleriyle diğer yan ürünlerin hammaddesi olarak kullanılmaktadır. Geri kazanılan bu malzemeleri ekolojiye değer katmanın yanı sıra ekonomik olarak da yarar sağlayıp doğal kaynakların daha verimli kullanılmasını sağlamaktadır.

20. yüzyıldan sonra dünyada çok miktarda inşaat atıkları ortaya çıkmıştır. Gelişmiş ülkeler 1970’li yıllardan sonra çevre mevzuatları çıkarmış ve bu mevzuatlar çerçevesinde atıklar çevre ve insan sağlığına zarar vermemesi için önlem alınmıştır. 1990’lardan sonra da atıkların geri kazanma işi daha da hızlanmıştır.

2003 yılı verileri doğrultusunda dünya üzerinde yaklaşık olarak yılda 170 milyon ton yapısal atık oluşmaktadır. Bu atıkların çoğunluğunun depolama alanlarına döküldüğü belirtilmektedir. Avrupa ülkelerinde yapısal atıklar 1980’li yıllardan sonra tekrar kullanılmaya başlanılmıştır. 2011 yılında hazırlanan Avrupa yapısal atık yönetimi raporu sonucunda, yapısal atıkların tekrar kullanılmasında en başarılı ülkeler arasında %98’lik oranla Hollanda ve %94 ile de Danimarka bulunmaktadır. Bu ülkeler oluşturdukları kendi kuralları ve yönetmelikleriyle çıkan yapısal atıklardan yüksek oranda geri kazanım ve yeniden kullanım sağlamaktadır. Hollanda ve Danimarka’yı sırasıyla %92 atık kullanımıyla Estonya, %86 ile Almanya, %80 ile İrlanda ve %75 ile de İngiltere izlemektedir.

(26)

11

Ülkemizde Avrupa Birliği’ne üyelik hazırlıkları çerçevesinde geri dönüşüm ile alakalı çevre mevzuatında düzeltmeler yapılmıştır. Bu düzelmelerin yeni olması geri dönüşüme yönelik çalışmaları istenilen seviyeye ulaştıramamıştır. Türkiye’de en bilindik geri dönüşüm “sahada ayıklama” yöntemidir. İnşaat atıklarının depo alanlarına taşınması, depolanması geri dönüşüm maliyetine oranla daha pahalı olduğundan geri dönüşüm ülkemizde pek yaygın değildir [3].

1.4.3. Yapı Malzemelerinin Geri Kazanım Potansiyeli

Yapının çevreye etkisinin en az düzeyde olması için yapım üretim aşamalarının dikkatle incelenmesi gerekmektedir. Yapı malzemelerinin %10’u yapıdaki çevreye etki eden malzemeleri bünyesinde bulundurur. Bu nedenle yapı malzemesi seçerken dikkatli davranılmalıdır. Seçilen yapı malzemeleri tekrar kullanılabilir veya geri dönüştürülebilen türde olursa bu malzemelerin çevreye olan atık etkileri azaltılabilir ve inşaat sektörü ile çevreye atılan yapısal atıkların doğayı ve su kaynaklarını kirletilmesinin önüne geçilmiş olunabilir.

Yapıların üretim faaliyetleri ve daha sonra bu yapıların yıkımı, onarım ve yenilemesi sonucu ortaya çıkan atıkların geri kazanma potansiyeli çok yüksektir. Tablo 4’de yapı malzemeleri birleşenlerinin geri dönüşüm işlemleri ve kullanım yerleri gösterilmiştir [3].

(27)

12

Tablo 4. Yapı malzemelerinin geri dönüşüm aşaması ve kullanım yerleri Yapı Malzemeleri

ve Yapı Bileşeni Geri Dönüşüm Aşaması Geri Dönüştürülen Ürün

Beton Kırma, küçük parçalara ayırma.

Geri dönüştürülmüş agrega (kırmataş). Dolgu malzemesi. Düşük dayanımlı beton bileşiminde agrega (grobeton). Yol yapılarında kullanılan alt

yapı malzemesi. Tuğla ve kiremit Kırma, küçük parçalara ayırma.

Yanma sonucu uçucu küle çevrilme.

Dolgu malzemesi. Kiremit ve Tuğla üretim için hammadde olarak kullanma.

Mermer Kırma.

Toz haline getirme.

Agrega.

Dolgu malzemesi. Zemin iyileştirmelerinde

kullanılacak dolgu malzemesi. Metaller Doğrudan kullanım.

Eritme. Metal üretimi.

Karton ve kağıt Temizleme. Geri dönüşüm ile kağıt üretimi.

PVC içerikli malzemeler

Yıkayıp kurutma. Eriterek hammadde oluşturma.

Küçük parçalara ayırma.

Toz durumuna getirerek tekrar kullanma

Panel yapımı. Plastik. Agrega.

Sentetik toprak oluşturma.

Cam

Tekrar kullanım. İkinci sınıf cam üretilmesi.

Eriterek Kullanma. Öğütüp Kullanma.

Yalıtım malzemesi (cam Yünü).

Yansıtıcı boya maddesi üretiminde. Yeniden kullanılacak cam.

Seramik Öğüterek Küçük parçalara Ayırma Kırma.

Cam ile beraber tezgah üretimi.

Beton üretim aşamasında katkı malzemesi.

Ahşap

Tekrar Kullanılma. Kesip yeni boyuta ulaştırma.

Tekrar Şekil Verme.

Yakma malzemesi olarak kullanma.

Tekrar ahşap olarak kullanma. Mobilya ekipmanı.

Mutfak ekipmanı. Kağıt hammaddesi. Yalıtım

malzemeleri

Yıkama, kurutma, öğütme ve ezme yakma

Yeniden üretilecek yalıtım malzemesi.

Asfalt yapımı. Kapı, pencere ve

mutfak ekipmanları

Doğrudan kullanma, temizleyip

(28)

13

1.5. Geri Dönüştürülmüş Agreganın Yapısı

Normal agrega ile üretilen betonun kırılması ile elde edilen geri dönüştürülmüş agregalar normal agregalardan farklı özellikler taşırlar. Geri dönüştürülmüş agreganın yapısı üç farklı şekilde olabilir; eski betonunun içindeki normal agrega parçacıkları, yüzeyine çimento harcı yapışmış normal agregalar ve sadece harç parçacıkları. Bu nedenle yoğunluğu normal agregaya kıyasla düşük, porozitesi yüksek, su emmesi fazladır. Normal agrega tanecikleri ile harç tabakası arasındaki bağın kuvveti ve eski betonun kalitesi geri dönüştürülmüş agrega ile üretilen betonun kalitesi üzerinde son derece etkilidir [20].

Şekil 1.de görüldüğü gibi GDA kullanılan betonda 3 farklı ara yüzey bölgesi vardır:

i) GDA’daki eski ara yüzey bölgesi,

ii) Eski ve yeni çimento hamuru arasındaki ara yüzey bölgesi,

iii) GDA’daki agrega ve yeni çimento hamuru arasındaki ara yüzey bölgesi. GDA’lı betonun dayanımı bu üç ara yüzey bölgesindeki bağ kuvvetine bağlı olduğu gibi hem yeni hamurun ve hem de GDA’nın elde edildiği eski betonun dayanımına da bağlıdır. GDA tanelerinin içerdiği çimento hamuru fazı da tanelerin dayanımı düşürür. Bunların yanında, kırma işlemi sırasında oluşan mikro çatlaklar da GDA’lı betonların normal agregalı betonlara oranla düşük dayanım göstermesi üzerinde etkilidir [21].

(29)

14

1.6. Literatür Taraması

Harçlar betonla kıyaslandığında daha az önemli malzemeler olduğu için literatüre bakıldığında geri dönüştürülmüş agrega ile ilgili yapılan çalışmaların fazla sayıda olmadığı görülmektedir. Fakat son zamanlarda konuya olan ilginin arttığı söylenebilir. Bunun nedeni harçlardan üstün mekanik özellikler beklenmemesi nedeniyle çok miktarda geri dönüşümlü agrega kullanımına uygun olabilmeleridir [23].

Neno ve arkadaşları, geri dönüşümlü agrega kaynağının ve dolayısıyla kalitesinin harç özellikleri üzerinde çok etkili olduğunu, bu nedenle farklı çalışmalardan farklı sonuçların elde edilebileceğini, ayrıca geri dönüşüm agregasının yüksek porozitesi nedeniyle bu agreganın kullanıldığı harçların daha az işlenebilir olacaklarını vurguladılar [24]. Aynı şekilde Hanzıc ve arkadaşları da GDA’lı harçların akıcılığının %15 daha az olduğunu, birim hacimdeki GDA’nın yüzey alanının ve porozitesinin daha fazla olmasının buna neden olduğunu belirttiler [25].

Baraga ve arkadaşları, çok ince (<0.150 mm) boyuttaki geri dönüştürülmüş agragayı harç üretiminde kullandı. %15 e kadar olan ikamelerde basınç ve eğilme dayanımlarının arttığını, su emmelerin azaldığını söyledi [26].

Vegas ve arkadaşları, GDA’ların harcın ince agregasıyla ikameli kullanımını araştırmıştır. GDA’ların %25 oranına kadar ince agregayla ikameli olarak kullanımının harçların mekanik özelliklerini, işlenebilirliğini ve rötresini olumsuz şekilde etkilemeden ve kimyasal akışkanlaştırıcı katkı maddesi katılmadan kullanılabildiğini rapor etmişlerdir [27].

Jimenez ve arkadaşları yaptıkları çalışmada ince öğütülmüş seramik agrega atığını harca farklı oranlarda katarak ürettikleri duvar harcının taze ve sertleşmiş haldeki özelliklerini incelemiştir. Seramik agregasının doğal agregayla hacimce ikame oranları %0, %5, %10, %20 ve %40’tır. Çimento/agrega hacimce oranı 1/7’dir. Karışımların su miktarları, yayılma çapı 175 ± 10mm olacak şekilde belirlenmiştir. Geri dönüştürülmüş ince agregaların su emme özellikleri daha fazla olduğu için GDA ikame oranı arttıkça harca katılması gereken karma suyu miktarının da arttığı söylenmiştir. Tüm karışımlarda 0.8 cm3 sabit hacimde akışkanlaştırıcı katkı ilave edilmiştir. Sertleşmiş harçların üzerinde kuru birim ağırlık, eğilme ve basınç dayanımı, boyutsal stabilite (rötre), yapışma dayanımı,

(30)

15

kapiler su emme ve su buharı geçirimliliği araştırılmıştır. Sonuç olarak artan GDA ikame oranıyla taze harcın birim ağırlığının ve işlenebilirliğinin azaldığı belirtilmiştir. Harçların basınç ve eğilme dayanımlarının da aynı şekilde azaldığı gözlemlenmiştir. Harcın kapiler su geçirgenliğinin GDA’nın %10’a kadar ikamesiyle bir miktar azaldığı, %20 ye kadar ise arttığı belirlenmiştir. Çalışmanın sonucunda doğal kumun %40’a kadar ince GDA ile ikamesinin düşük dayanımlı harçların taze ve sertleşmiş özelliklerini belirgin bir şekilde etkilemediği rapor edilmiştir [28].

Samiei ve arkadaşları, GDA’nın çimento ve çimento-kireç harçları üzerindeki etkisini araştırdılar. Çimento harçlarının, kireçli harçlara nazaran daha iyi mekanik özellikler verdiğini, çimento harçlarında GDA ikamesi arttıkça dayanımların düştüğünü fakat çimento-kireçli harçlarda GDA’nın %60’a kadar ikamesiyle mekanik özelliklerin iyileştiğini belirttiler. Araştırmacılar, bunun kirecin hidolikliğinin ve GDA’nın ince kısmının oluşturduğu filler etkisinin yarattığı sinerjik etki nedeniyle olduğunu söylediler [23].

Corinaldesi ve Moriconi (2009), geri dönüştürülmüş tuğla ve tesislerde geri dönüştürülmüş agregalar ve CEM II çimento kullanılarak üretilen çimento harçlarının mekanik ve reolojik özelliklerini araştırmışlardır. Yaptıkları çalışmada her bir agrega tipi de %100 ikame edilerek kullanıldığında geleneksel harca göre daha zayıf mekanik özellikler elde edilmesine rağmen daha yüksek harç-tuğla aderans dayanımı elde edildiğini belirtmişlerdir [29].

Corinaldesi (2012), kuvars kumunun geri dönüştürülmüş klinker tuğlayla ikame edilmesiyle üretilen çimento ve hidrolik kireç harçları incelemiştir. Klinker tuğlalar, harcın içinde hiçbir kimyasal katkı katılmaksızın hem suya doygun hem de kuru şekilde kullanılmıştır. Çalışmanın sonucu olarak ince öğütülmüş klinker tuğla agregaları, iri şekilde kırılmış klinker tuğla agregalarına göre daha zayıf mekanik özellikler sağlamıştır. Bunun sebebinin ince agreganın daha köşeli olmasıdır. Fakat, ince kırılmış tuğla agregasının harç-tuğla yapışma dayanımı açısından en iyi sonucu verdiği belirtilmiştir. Harçların kılcal su emme özellikleri incelendiğinde ise en az kapilarite katsayısına doğal kumla üretilen harçların sahip olduğu, geri dönüştürülmüş tuğla agregası içeren harçlar karşılaştırıldığında ise ince öğütülen harçların kılcallık katsayılarının daha yüksek olduğu belirlenmiştir [30].

(31)

16

Martínez ve arkadaşları (2013), doğal kum ve üç farklı geri dönüştürülmüş agrega kullanılarak üretilen harçların özelliklerini karşılaştırmıştır. Kullanılan bu 3 farklı tip agregalar, beton, seramik ve duvar atığı agregalarıdır. Üretilen harçlarda çimento-agrega oranları 1/6 olarak seçilmiş ve doğal kum geri dönüştürülmüş agregalarla %100 oranına kadar ikame edilmiştir. Çalışmanın sonucuna göre GDA’nın tipine ve ikame oranından bağımsız olarak basınç dayanımlarının orijinal harca göre düşük olduğu belirlenmiştir. Kullanılan GDA tipine göre harcın yapışma ve eğilme dayanımının arttığı belirtilmiştir. Tüm su/çimento oranları için ince öğütülmüş GDA kullanılarak üretilen harçların su emme, pororizte, kılcal su emme ve rötre özelliklerinin geleneksel duvar harcından daha yüksek olduğu belirtilmiştir [31].

Fernandez ve arkadaşları (2015) yaptıkları çalışmada ürettikleri duvar harçlarının ince agregasının bir kısmının GDA ile ikameli üretimini araştırmıştır. GDA olarak seramik duvar harcı atığı ve geri dönüştürülmüş duvar harcı agregası kullanılmıştır. Duvar atığı 0-40 mm ile 0-8 mm olarak iki farklı incelikte kırılıp öğütülmüştür. GDA’lar, doğal agrega ile hacimce %0, %25, %50, %75 ve %100 olarak kullanılmıştır. Üretilen harçların işlenebilirliğini artırmak için kimyasal akışkanlaştırıcı katkı maddesi kullanılmıştır. Bu çalışmanın sonucuna göre %50 GDA ikame oranıyla iç mekânda kullanılabilen çimento harçlarının üretilebildiği rapor edilmiştir [32].

Lee, çeneli ve darbeli kırıcı ile kırılarak elde edilmiş iki farklı GDA üretmiş ve bu agregaları doğal ince agrega ile farklı oranlarda ikame ederek harçlar üretmiştir. Kullanılan agregaların özgül ağırlıkları 2,39 ve 2,28; su emmeleri ise %6,59 ve %10,35’tir. Bu çalışma sonucuna göre doğal ince agreganın tamamı çeneli kırıcıda öğütülerek elde edilen GDA ile ikame edildiğinde darbeli kırıcı ile üretilen harçlara göre daha yüksek yoğunluk ve basınç dayanımı elde edilmiştir. Ayrıca ince öğütülmüş geri dönüştürülmüş agreganın su emme değerinin harcın özelliklerini özellikle yüksek ikame oranlarında etkilediği belirtilmiştir. Artan GDA ikame oranıyla, harçların 28 günlük dayanım ve geçirimlilik özellikleri iyileşirken, magnezyum sülfat çözeltisinde bekletilen numunelerde GDA’ nın düşük ikame oranlarında olumlu sonuç verdiğini belirtilmiştir. Yapılan genleşme testi sonuçlarına göre, %50’den daha fazla GDA kullanımı magnezyum sülfat saldırısına karşı iyi etki etmiştir. Fakat, %100 GDA ikame oranı için magnezyum sülfata karşı direncin aynı şekilde iyi olmadığı görülmüştür [33].

(32)

17

Sim ve Park, özgül ağırlığı 2,28 ve su emmesi %6,45 olan ince öğütülmüş GDA’ları doğal agrega ile ikameli kullanarak ürettiği harçların performansını incelemiştir. Çalışma sonucunda GDA ikame oranı arttıkça harçların basınç dayanımının azaldığını görmüştür. %100 GDA ikamesiyle harçların 28 günlük dayanımları yaklaşık %33 düşmüştür. %60’tan daha fazla ikame seviyelerinde dayanım kayıpları daha belirgin olmuştur. Kür koşulu ve uçucu kül kullanımından bağımsız olarak, GDA içeren harçların 28 günlük dayanımları referans harcından daha yüksek olmuştur. Yapı elemanları uygulamaları göz önüne alındığında, GDA içeren betonun klor iyon geçirimi ve klora dayanıklılığı bakımından yeterli dayanıklılıkta olduğu rapor edilmiştir. Uçucu kül kullanıldığında, %30 ve daha altı GDA ikamesinde karbonasyon derinliği artmıştır [34].

Ledesma ve arkadaşları duvar harcının geri dönüştürülmesiyle elde edilen kumun yeni duvar harcı üretiminde GDA olarak kullanılabilirliğini araştırmıştır. Çalışmada çimento olarak CEM-II kullanılmış ve Çimento/agregan hacimce oranı 1/5 olarak seçilmiştir. Çalışmanın sonucunda birim ağırlığı daha düşük olan GDA’nın ikame oranı arttığında taze ve sertleşmiş harcın birim ağırlığının azaldığı belirlenmiştir. Harçların ortalama işlenebilirliği %25’in altındaki GDA ikame oranları için belirgin bir şekilde değişiklik göstermemiştir. Harçların basınç ve eğilme dayanımları GDA ikame oranı arttıkça azalmıştır. 28 gün kür gören ve GDA ikame oranı %50‘nin üzerinde olan harçların basınç dayanımları 10 MPa’ın üzerinde olmuştur. GDA ikame oranı arttıkça harçların su emme değerlerinin artmasından dolayı yüksek miktarda GDA ikamesinin dış yapıda kullanılacak harçlar için olumsuz bir özellik olduğu savunulmuştur. Harçların kuruma büzülmesi, GDA miktarı arttıkça lineer bir şekilde artmıştır. %75’in altındaki GDA ikame oranı için harçların yapışma dayanımında belirgin bir farklılık görülmemiştir. Harcın yapışma dayanımı genel olarak ikame oranı arttıkça azalmıştır. %25’in altında GDA kullanımı, harçların ortalama kılcal su emme özellikleri üzerinde belirgin bir etki yapmamıştır. Artan GDA ikame oranlarında harçların kapiler su emme özellikleri artmıştır [35].

(33)

18

2.DENEYSEL ÇALIŞMALAR 2.1.Çalışmanın Amacı

Doğal kaynakların gittikçe azaldığı ve atıkların önemli bir çevresel sorun oluşturduğu günümüzde geri dönüşüm kavramı gittikçe önem kazanmaktadır. Özellikle ekonomik olarak kullanılabilen agrega kaynaklarının gittikçe artan tüketimi karşılayamayacak olması yakın gelecek için önemli bir sorundur. Bu aynı zamanda doğal kaynakların tükenmesi anlamında da istenmeyen bir durumdur. Bu sorunun çözümü olarak artan yapılaşma durdurulamasa da en azından kullanılan malzemelerin bir kısmının geri dönüşümlü olması sağlanabilir.

Ülkemizde 2016 yılı tuğla üretim verilerinden yararlanarak yapılan hesap sonucu yıllık harç tüketiminin yaklaşık 3.000.000 m3 düzeyinde olduğu hesaplanmıştır [36]. Dolayısıyla GDA kullanımının harç üretimi için de önemli olduğu görülmektedir.

Bu çalışmanın amacı geri dönüştürülmüş agrega kullanımının harçların bazı özellikleri üzerindeki etkisini incelemektir. Atık betonun öğütülmesi ile elde edilen geri dönüştürülmüş kumun harç üretiminde kullanılan normal kum ile farklı oranlarda yer değiştirilmesi ile üretilen harçların taze ve sertleşmiş haldeki bazı özellikleri araştırılmıştır.

2.2. Deney Programı

Deneylerde normal agrega ile ikame edilerek %0, %25, %50, %75, %100 oranında geri dönüştürülmüş agrega kullanılmıştır. Bağlayıcı olarak Portland çimentosu ve %0, %20 ve %40 oranlarında çimento ile ikame edilerek uçucu kül kullanılmıştır. Toplam 15 üretim yapılmıştır. Her üretimde 5 litre harç üretilmiştir. Mekanik özellikleri belirlemek için 6 adet 40x40x160 mm prizma, su emme ve kılcallık deneyleri için 6 adet 50x50x50 mm küp, aşınma deneyi için 3 adet 71x71x71 mm küp, rötre deneyi için 3 adet 25x25x285 mm prizma numuneleri hazırlanmıştır.

2.3. Deneyde Kullanılan Malzemeler 2.3.1. Çimento

Bu çalışmada Aşkale Çimento Gümüşhane Çimento Fabrikası’ndan alınan CEM I 42.5 R tipi Portland Çimentosu kullanılmıştır. Kullanılan çimentonun fiziksel ve kimyasal özellikleri Tablo 5’de verilmiştir.

(34)

19

Tablo 5. Deneylerde kullanılan çimentonun fiziksel ve kimyasal özellikleri KİMYASAL

ANALİZ Standartlar

Sonuçlar

(%) FİZİKSEL ANALİZ Standartlar

Sonuçlar (%)

Toplam SiO2 18,79 32 mikron elekte kalıntı (%) 9,2

Çözünmeyen Kalıntı max 5,0 0,26 Özgül Yüzey (Blaine) 3954 Al2O3 4,99 Özgül Ağırlık (g/cm3) 3,07

Fe2O3 2,74 Priz Süresi (Vikat)

(dakika)

Başlangıç 125

CaO 62,19 Bitiş 170

MgO 1,74 Su İhtiyacı (%) 29,2

SO3 max 4,0 2,70 Hacim Genleşmesi

(mm) max 10 1 Kızdırma Kaybı max 5,0 3,22 B asınç D aya nım ı (MPa) Gün Standardlar Sonuçlar Na2O 0,32 K2O 1,03 2 min 20,0 27,6 Cl_ max 0,1 0,0106 28 Min 42,5 max 62,5 54,8 Toplam Katkı 3,93 2.3.2. Uçucu Kül

Deneylerde kullanılan uçucu kül, Biga’da bulunan İçdaş Termik Santralinden temin edilmiştir. Uçucu külün özellikleri Tablo 6’da verilmiştir.

(35)

20

Tablo 6. Harç karışımında kullanılan uçucu küle ait fiziksel ve kimyasal özellikler Analiz Cinsi (TS 450-1) Limit Değerler Kül Numunesi

İncelik 45 µm Kategori N Max 40% 21,0

Kategori S Max 12% Kızdırma Kaybı Kategori A 5% 3,46 Kategori B 7% Kategori C 9% SiO2 (SiO2+Al2O3+Fe2O3) Min 70% 45,38 Al2O3 30,2 Fe2O3 6,18 CaO 7,48 MgO Max 4% 1,81 SO3 Max 3% 0,11 Na2O 0,42 K2O 0,47 Cl- Max 0,1% 0,032 Toplam Alkali (eşd.Na2O) Na2O+(0,658*K2O), Max 5% 0,73 Yoğunluk (g/cm3) 2,31 Blaine (cm2/g) 3380 2.3.3. Agrega 2.3.3.1.Normal Agrega

Hazırlanan harç numunelerinde kullanılan normal agrega Gümüşhane’de bulunan Arazlar kırma eleme tesisinden temin edilen kalker kökenli kırma kumdur. Kırma kumun özellikleri Tablo 7’de verilmiştir.

2.3.3.2. Geri Dönüştürülmüş Agrega

Karışımlarda Karadeniz Teknik Üniversitesi Ulaştırma Laboratuvarında bulunan beton yolun kırılmasıyla elde edilen beton parçaları konkasör tesisinde öğütülerek geri dönüştürülmüş agrega haline getirilmiştir. Geri dönüştürülmüş agregaların temin edildiği hızlandırılmış yol testi laboratuvarının fotoğrafları Şekil 2 ve Şekil 3’te gösterilmiştir. Beton yoldan alınan karotların ortalama dayanımı 39,2 MPa’dır. GDA’nın fiziksel özellikleri Tablo 7’de verilmiştir.

(36)

21

Tablo 7. Agregaların fiziksel özellikleri

Deney adı Normal Agrega GDA

Los Angeles Metodu ile

Parçalanma Direnci (%) 28,63 24

Özgül Ağırlık (g/cm3) 2,7 2,42

Su Emme Oranı (%) 0,57 8,9

Doğal Nem (%) 0,16 4,5

Şekil 2. GDA’ların temin edildiği KTÜ Ulaştırma Laboratuvarının ilk ve son hali

(37)

22

2.3.3.3. Agrega Granülometrisi

Deneyler sırasında hem normal agrega hem de geri dönüştürülmüş agrega aşağıdaki tabloda verilen eleklerden elenerek gruplara ayrılmıştır. ASTM C33’de ince agregalar için verilen granülometri sınır eğrileri arasında kalacak şekilde bir karışım granülometrisi belirlenmiş ve elenerek sınıflandırılmış agregalar bu granülometriyi sağlayacak şekilde karıştırılmışlardır. Tablo 8’de ASTM C33’e göre ince agrega sınır eğrileri ve belirlenen karışım granülometrisi verilmiş, Şekil 4‘de ise granülometri eğrisi çizilmiştir.

Tablo 8. Karışımın granülometrisi ve ASTM C33’e göre sınır eğrileri

Elek Boyutları (mm) 0,15 0,3 0,6 1,18 2,36 4,75 Elekten Geçen (%) Alt sınır 0 5 25 50 80 95 Karışım 5 17,5 42,5 67,5 90 97,5 Üst sınır 10 30 60 85 100 100

Şekil 4. Agregaların granülometri eğrisi ve sınır eğrileri 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,15 0,3 0,6 1,18 2,36 4,75 El e kt e n G e çe n ( % ) Elek Bpoyutları (mm) Astm C33 Alt sınır Karışım Astm C33 Üst sınır

(38)

23

2.4. Yapılan Deneyler 2.4.1.Karışım Oranları

Harç karışımlarında su:çimento:agrega miktarları, standart çimento harcı üretiminde kullanılan miktarlar olan 225:450:1350 olarak kullanılmıştır. Agrega miktarları belirlenirken doyma suları agrega miktarlarından düşülecek şekilde hesap yapılmış ve doyma suları da karışıma eklenmiştir. Tablo 9’da harç karışım oranları verilmiştir.

Tablo 9. Harç karışım oranları

Numune Kodu Çimento (gr) Uçucu Kül (gr) Su (gr) NA (gr) GDA (gr) GDA0UK0 450 0 225 1350 0 GDA25UK0 1012,5 303,6 GDA50UK0 675,1 607,3 GDA75UK0 337,5 910,7 GDA100UK0 0 1214,4 GDA0UK20 360 90 1322,2 0 GDA25UK20 991,8 297,5 GDA50UK20 661,1 594,7 GDA75UK20 330,6 892,2 GDA100UK20 0 1189,5 GDA0UK40 270 180 1294,5 0 GDA25UK40 970,8 291,1 GDA50UK40 647,2 582,3 GDA75UK40 323,6 873,4 GDA100UK40 0 1164,5 2.4.2 Harç Üretimi

Üretim yapılırken karışım kabına ilk önce su konulup devamında bağlayıcı malzeme ilave edilerek 20-30 sn karıştırılıp şerbet elde edilmiştir. Daha sonra agregalar ilave edilerek yaklaşık 2-3 dk. homojenlik sağlanıncaya kadar karıştırılmıştır. Karıştırma işlemi için el matkabı kullanılmıştır. Üretilen taze harçlar üzerinde yayılma çapı deneyi yapılmıştır. Harçlar kalıplara yerleştirilmiş ve üzerleri cam plakalar ile kapatılmıştır. Üretimden 24 saat sonra kalıplar sökülmüş ve numuneler 20oC sıcaklıktaki kür havuzuna konulmuştur. Şekil 5’te harçların üretiminden fotoğraflar, Şekil 6’da ise kür havuzu görülmektedir.

(39)

24

Şekil 5. Harçların kalıplara yerleştirilmesi

Şekil 6. Kür havuzu 2.4.3. Yayılma Tablası Deneyi

Yayılma tablası deneyi TS EN 1015-3 standardı uyarınca gerçekleştirilmiştir [37]. Deneyde yayılma konisi tablanın üzerine yerleştirilmiş ve taze durumdaki harçla 2 aşamada 10 kez tokmaklayarak sıkıştırılarak doldurulmuştur. Üzeri düzeltildikten sonra koni çıkarılmış ve yayılma tablası saniyede bir kez olacak şekilde 15 düşüm yapılmıştır. Yayılan harcın çapı kumpas ile ölçülmüştür. Şekil 7 de yayılma çapı ölçümü gösterilmiştir.

(40)

25

2.4.4. Eğilme ve Basınç Dayanımı Deneyleri

Kür havuzunda 7 ve 28 gün bekleyen 4x4x16 cm’lik prizma numunelerine üç nokta eğilme dayanımı deneyi yapılmıştır. Deneyde Besmak Marka 20 tonluk pres kullanılmıştır. Eğilme deneyinden elde edilen ikiye bölünmüş numuneler üzerine basınç dayanımı deneyi yapılmıştır. Şekil 8 de eğilme ve basınç deneyinde kullanılan pres gösterilmiştir.

Şekil 8. Besmak Marka 20 Tonluk Çimento Presi 2.4.5. Kılcal Su Emme Deneyi

Kür havuzundan çıkartılan 50x50x50 mm’lik küp numunelerine su emme deneyi yapılmadan önce etüvde 70oC sıcaklıkta 48 saat ön kurutma yapılmıştır. Şekil 8’de kurutma işlemi yapılan etüv gösterilmiştir. Kuruma işlemi bittikten sonra numuneler 20oC’deki klimatize odada soğuduktan sonra hassas terazide tartılarak kuru ağırlıkları belirlenmiştir. Kuru ağırlıkları belirlenen numunelerin yan kısımlarının su emmesini engellemek için su geçirimsiz bant ile sarılmış ve plastik küvet içerisine numunelerin tabanı su ile temas edecek şekilde suya konulmuştur. Daha sonra 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60 ve 120. dakikalarda numuneler hassas terazi ile tartılarak ağırlıkları belirlenmiştir. Deney düzeneği Şekil 9’da gösterilmiştir.

(41)

26

Şekil 9. Geniar marka etüv

Şekil 10. Kılcal su emme deneyi görüntüsü

TS EN 771-11 standardına göre, yapılan tartımlar sonrasında yatay eksene deney süresince tartım yapılan zamanların karekökü, düşey eksene de emilen su miktarının numunenin suya değen kesit alanına bölümü işaretlenerek grafik çizilip, grafikte oluşan eğrinin eğimi kılcallık katsayısı olarak belirlenmiştir [38].

(42)

27

2.4.6. Aşınma (Böhme) Deneyi

Aşınmaların belirlenmesi için Böhme deneyi uygulanmıştır. Deneylerde 71x71x71 cm’lik üç adet küp numune kullanılmıştır. Bu deneyde numuneler, havada ve suda tartılarak birim hacim ağırlıkları hesaplandıktan sonra deneye tabi tutulmuştur. Etüvde 70oC de 48 saat kuruyan numuneler, 20oC deki klimatize odada soğutulmuştur. Deney düzeneğine yerleştirilen her bir numune zımpara tozu ile birlikte 22 tur çevrilmiş ve aşınmaya maruz bırakılmıştır. Her 22 tur sonunda deney disk yüzeyi temizlenip numune 90o döndürüldükten sonra tekrar 20 gr zımpara tozu disk üzerine dökülüp tekrar deney başlatılmıştır. Bu işlem aynı numune üzerine 16 defa tekrarlanarak numune aşınmaya maruz bırakılmıştır. Deney sonrasında numunenin aşınması aşağıdaki bağıntıdan hesaplanmıştır. Deneyde kullanılan Böhme aşınma cihazı Şekil 11’de gösterilmiştir.

DV= Dm/ δR Burada;

DV = Hacimsel kayıp (cm3/50cm2) Dm = 16 periyot sonrası kütle kaybı (gr) δR = Örnek birim hacim ağırlığı (gr/cm3)

Şekil 11. Aşınma deney düzeneği 2.4.7. Su Emme Deneyi

Harçlar üzerinde su emme deneyi ASTM C642-06 standardına göre yapılmıştır. Bu standarda göre, harçlar kür havuzundan çıkarıldıktan sonra etüvde 105oC’de 24 saat kurutularak kuru ağırlığı belirlenmiştir. Kurutulan bu numuneler 48 saat suyun içinde

(43)

28

bekletildikten sonra doygun yüzey (DKY) haline getirilerek ağırlıkları belirlenmiştir. Ağırlıkça su emme yüzdeleri aşağıdaki formüle göre hesaplanmıştır. Su emme deney düzeneği Şekil 12’de gösterilmiştir.

Ağırlıkça Su Emme (%) = ((DKY – EK)/ EK)*100 Burada;

DKY = Doygun kuru yüzey harç ağırlığı (gr) EK = Etüv kurusu harç ağırlığı (gr)

Şekil 12. Su Emme Deney Düzeneği

2.4.8. Kuruma Büzülmesi (Rötre) Deneyi

Harçların kuruma büzülmesi rötresi ASTM C1148’ göre belirlenmiştir. Bu standarda göre, her iki ucunda boy değişimi ölçümü yapmayı sağlayan pimleri bulunan 25x25x285 mm’lik numuneler kullanılmıştır. Kuruma büzülmesi numuneleri laboratuvar ortamında 1 gün kalıplarda bekletildikten sonra 2 gün standart kür havuzunda bekletilmiştir. 3. günün sonunda numuneler havuzdan çıkartılıp 20 oC sıcaklık ve %50 bağıl neme sahip odada muhafaza edilmiştir. Boy değişim ölçümleri üretim tarihinden sonraki 3, 7, 14 ve 28.

(44)

29

günlerde gerçekleştirilmiştir. Şekil 13’de kuruma büzülmesi ölçümlerinde kullanılan numuneler ve deneyin yapılışı gösterilmiştir.

(45)

30

3. BULGULAR

3.1. Yayılma ve Birim Ağırlık Deneyleri

Üretilen harç karışımına yayılma tablası deneyi yapılmıştır. Ölçülen yayılma çapları ve birim ağırlıkları Tablo 10’da gösterilmiştir.

Tablo 10. Yayılma çapları

Numune Kodu Yayılma Çapı (cm) Birim Ağırlık (gr/cm3)

GDA0UK0 15.8 2.29 GDA25UK0 13.8 2.22 GDA50UK0 13.4 2.19 GDA75UK0 13 2.14 GDA100UK0 12.1 2.08 GDA0UK20 13.2 2.25 GDA25UK20 12.6 2.19 GDA50UK20 12.5 2.12 GDA75UK20 12 2.08 GDA100UK20 12 2.07 GDA0UK40 13.2 2.20 GDA25UK40 12.5 2.17 GDA50UK40 12.5 2.11 GDA75UK40 12.5 2.06 GDA100UK40 12 2.03 3.2. Mekanik Özellikler

Üretilen harçların 7 ve 28 günlük ortalama basınç ve eğilme dayanımları Tablo 11’de verilmiştir.

Referanslar

Benzer Belgeler

Performans değerleri bir arada değerlendirildiğinde, -PP R katkısıyla birlikte bağlayıcının kullanım alanlarının, yüksek sıcaklık bölgeleri için daha

Geri dönüĢtürülmüĢ malzemelerden üretilen ürünlerin renginin çok çok önemli olduğunu düĢünenlerin yarısından fazlası 750 TL ve altı aylık ortalama

Bilgenin modelinde sarı ataç adenini, kırmızı ataç timini, mavi ataç guanini, yeşil ataç sitozini, kırmızı düğme fosfatı, mor düğme ise deoksiriboz. şekerini

Yani onların is­ tedikleri ‘Nâzım buraya geldi, bu­ rada çok mutlu oldu, burada hiç­ bir sorunu olmadı ve bu mutlu ha­ yat böyle sürüp gitti’ , şeklinde bir

Gece yarısından yirmi beş dakika sonra ayrılırken, Alman elçisi Von Mackensen, geceleyin beni rahatsız etmesi ihtima­ linden bahsederek, özel telefon numaramı

Çekoslovakya müdahalesine ‘itaat’ gündeme gelince, blr-iki tereddütten sonra Behice Boran 'itaat’ı seçmiş; da­ ha da müthişi, yıllardır burnu bile ka­ namadan

der bana yan gözle nasıl diyordu, îşte biz de onları arkasından ta- kibediyoruz. Sofra odasına çıkıldı. Benim sağ tarafımda madam Müzürüs, sola prenses

Avukat Verger’in maddi delil­ ler bulunmasına karşın Garbis- yan’ın mahkûm edilmesinin Fransa’daki terörizme gözdağı vermek maksadına yönelik oldu­ ğuna